(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
入力端及び出力端を有し、その入力端における所定の送信信号に依存する前置増幅されたドライバー信号（Ｓ＿ＤＲ）をその出力端に供給するよう適用可能なドライバー段（ＤＲ）、
入力端（ＰＩＮ）及び少なくとも２個の出力端（ＰＯＵＴ１、ＰＯＵＴ２）を有し、前記入力端（ＰＩＮ）を介して前記ドライバー段（ＤＲ）の前記出力端に電気的に結合されていて、前記ドライバー信号（Ｓ＿ＤＲ）から少なくとも第１の信号（Ｓ＿１）及び第２の信号（Ｓ＿２）を分離するように動作し、前記第１の信号（Ｓ＿１）は第１の所定の周波数帯に対応付けられており、前記第２の信号（Ｓ＿２）は第２の所定の周波数帯に対応付けられている周波数選択器（ＤＩＰ）、
それぞれが入力端及び出力端を有する、少なくとも第１の電力増幅枝路及び第２の電力増幅枝路、を備え、
前記第１の電力増幅枝路の前記入力端は周波数選択器（ＤＩＰ）の前記第１の出力端（ＰＯＵＴ１）に電気的に結合されており、前記第２の電力増幅枝路の前記入力端は周波数選択器（ＤＩＰ）の前記第２の出力端（ＰＯＵＴ２）に電気的に結合されており、前記第１の電力増幅枝路が、前記第１の信号（Ｓ＿１）に依存する第１の増幅された信号（Ｓ＿Ａ１）をその出力端に供給し、第２の電力増幅枝路が、前記第２の信号（Ｓ＿２）に依存する第２の増幅された信号（Ｓ＿Ａ２）をその出力端に供給するよう動作し、
前記ドライバー段及び前記周波数選択器は、進行波増幅器で構成されている、
無線通信装置のための電力増幅回路（ＤＩＰＰＡ）と、
少なくとも第１のデュプレクサー（ＬＢＤＵＰ）及び第２のデュプレクサー（ＨＢＤＵＰ）と、
共通アンテナ（ＡＮＴ）と、を備え、
前記第１のデュプレクサー（ＬＢＤＵＰ）及び前記第２のデュプレクサー（ＨＢＤＵＰ）はそれぞれ、入力端及び出力端を備え、前記第１のデュプレクサー（ＬＢＤＵＰ）の前記入力端は前記第１の電力増幅枝路の前記出力端に電気的に結合され、前記第２のデュプレクサー（ＨＢＤＵＰ）の前記入力端は前記第２の電力増幅枝路の前記出力端に電気的に結合され、前記第１のデュプレクサー（ＬＢＤＵＰ）及び前記第２のデュプレクサー（ＨＢＤＵＰ）はそれぞれ、その入力端からその出力端へと信号を通し、
前記共通アンテナ（ＡＮＴ）は、前記第１のデュプレクサー（ＬＢＤＵＰ）の前記出力端及び前記第２のデュプレクサー（ＨＢＤＵＰ）の前記出力端に電気的に結合される、
無線通信装置のためのフロントエンド回路（ＦＥＭ）であって、
前記進行波増幅器で構成された前記周波数選択器は、電力増幅器と、複数の第１の種類の伝送線路素子と、複数の第２の種類の伝送線路素子と、を備え、
前記複数の第１の種類の伝送線路素子は、信号の周波数に従属するその信号の位相をシフトするように動作可能に構成されており、
前記複数の第２の種類の伝送線路素子は、それぞれ、信号の周波数に従属するその信号の勾配及び位相をあらかじめ定めるよう動作可能に構成されており、
前記複数の第１の種類の伝送線路素子および前記複数の第２の種類の伝送線路素子は、信号の伝達方向がその信号の周波数に依存するものとなるように構成されている、
フロントエンド回路（ＦＥＭ）。
【請求項２】
前記ドライバー段（ＤＲ）は、供給された所定の送信信号を広帯域で前置増幅するよう適用可能な少なくとも１個の広帯域増幅器を備え、前記広帯域は、少なくとも前記第１及び前記第２の所定の周波数帯を包含する、
請求項１に記載のフロントエンド回路（ＦＥＭ）。
【請求項３】
前記周波数選択器（ＤＩＰ）は、前記ドライバー信号（Ｓ＿ＤＲ）及び／又は前記第１の信号（Ｓ＿１）及び／又は前記第２の信号（Ｓ＿２）を増幅するよう適用可能な少なくとも１個の電力増幅器（ＰＡ３、ＰＡ４）を備える、
請求項１又は２に記載のフロントエンド回路（ＦＥＭ）。
【請求項４】
前記第１及び／又は前記第２の電力増幅枝路はそれぞれ、少なくとも１個の狭帯域増幅器を備える、
請求項１〜３のいずれか１項に記載のフロントエンド回路（ＦＥＭ）。
【請求項５】
少なくとも第１の迂回路（ＢＰ１）及び第２の迂回路（ＢＰ２）を備え、
前記第１の迂回路（ＢＰ１）は前記第１の電力増幅枝路に対応付けられており、
前記第２の迂回路（ＢＰ２）は前記第２の電力増幅枝路に対応付けられており、
特定の前記迂回路（ＢＰ１、ＢＰ２）は、特定の前記電力増幅枝路の前記入力端及び前記出力端をバイパスするよう動作する、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のフロントエンド回路（ＦＥＭ）。
【請求項６】
前記ドライバー段（ＤＲ）及び前記周波数選択器（ＤＩＰ）、又は、
前記周波数選択器（ＤＩＰ）及び前記第１の電力増幅枝路及び前記第２の電力増幅枝路、又は、
前記ドライバー段（ＤＲ）及び前記周波数選択器（ＤＩＰ）及び前記第１の電力増幅枝路及び前記第２の電力増幅枝路は、単一のチップに集積されている、
請求項１〜５のいずれか１項に記載のフロントエンド回路（ＦＥＭ）。
【請求項７】
少なくとも第１の入力端と第２の入力端と単一の出力端とを有するアンテナマルチプレクサー（ＡＤＩＰ）を備えており、前記アンテナマルチプレクサー（ＡＤＩＰ）の前記出力端は前記共通アンテナ（ＡＮＴ）に電気的に結合され、前記アンテナマルチプレクサー（ＡＤＩＰ）の前記第１の入力端は前記第１のデュプレクサー（ＬＢＤＵＰ）の前記出力端に電気的に結合され、前記アンテナマルチプレクサー（ＡＤＩＰ）の前記第２の入力端は前記第２のデュプレクサー（ＨＢＤＵＰ）の前記出力端に電気的に結合され、前記アンテナマルチプレクサー（ＡＤＩＰ）は、前記第１のデュプレクサー（ＬＢＤＵＰ）及び前記第２のデュプレクサー（ＨＢＤＵＰ）が出力する前記信号を結合して、これを送信方向において、前記共通アンテナ（ＡＮＴ）に供給するよう動作する、
請求項１〜６のいずれか１項に記載のフロントエンド回路（ＦＥＭ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力増幅回路、及び電力増幅回路を備えたフロントエンド回路に関連する。
【背景技術】
【０００２】
フロントエンドモジュールは、一般的には、たとえば携帯電話のような無線通信装置における無線通信信号の送信及び受信において知られている。この点からは、ユニバーサルモバイルテレコミュニケーションシステム（ＵＭＴＳ）及びＧＳＭが、一般的に知られた無線通信の標準である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この発明の目的は、効率的な動作を促進し、また経済的な電力増幅回路及びフロントエンド回路を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
これらの目的は、独立請求項に記載する特徴によって実現される。観点及びいくつかの実施形態は従属請求項の記載による。
【０００５】
第１の観点に係る本発明は、入力端及び出力端を有するドライバー段を備えた、無線通信装置のための電力増幅回路であることを特徴とする。ドライバー段は、その入力端における所定の送信信号に依存する前置増幅されたドライバー信号をその出力端に供給するよう適用可能なものである。この電力増幅回路はさらに、入力端及び少なくとも２個の出力端を有する周波数選択器を備える。この周波数選択器は、その入力端を介してドライバー段の出力端に電気的に結合されていて、ドライバー信号から少なくとも第１の信号及び第２の信号を分離するように動作する。第１の信号は第１の所定の周波数帯に対応付けられており、第２の信号は第２の所定の周波数帯に対応付けられている。この電力増幅回路はまた、少なくとも第１の電力増幅枝路及び第２の電力増幅枝路を備える。それぞれの電力増幅枝路は、入力端及び出力端を有する。第１の電力増幅枝路の入力端は周波数選択器の第１の出力端に電気的に結合されている。第２の電力増幅枝路の入力端は周波数選択器の第２の出力端に電気的に結合されている。第１の電力増幅枝路は、第１の信号に依存する第１の増幅された信号をその出力端に供給するよう動作し、第２の電力増幅枝路は、第２の信号に依存する第２の増幅された信号をその出力端に供給するよう動作する。
【０００６】
これは、たとえば携帯電話、無線ネットワークカード等に用いられ得る効率的な電力増幅回路に寄与する。この電力増幅回路は、たとえばＵＭＴＳあるいはＧＳＭの周波数帯である第１及び第２の周波数帯の信号からなる送信信号の供給を受ける。この電力増幅回路は、送信方向においてデータ送信のためにのみ用いてもよい。送信方向とは、ドライバー段の入力端から第１及び第２の電力増幅枝路の特定の出力端へという信号の方向に相当する。
【０００７】
少なくとも第１及び第２の電力増幅枝路は、それぞれ、たとえばラジオ周波数増幅段である電力増幅段を少なくとも１個備えていてもよい。各電力増幅枝路は、アンテナを介して送信される信号の出力電力を増大するように動作する。
【０００８】
周波数選択器は、この電力増幅回路の送信方向においてドライバー段により供給される前置増幅された信号を、第１及び第２の信号へと２分波するダイプレクサーであってもよい。この電力増幅回路は、２個より多くの電力増幅枝路を備えていてもよい。周波数選択器の出力端の個数は、電力増幅枝路の個数に相当する。たとえば３個の周波数帯の信号を処理する場合は、周波数選択器は、所定の周波数帯の特定の信号を３個の出力端のそれぞれから供給するトリプレクサーであればよい。周波数選択器は、受動部品でもよいし、付加的な電力増幅器を有する能動部品でもよい。
【０００９】
それぞれの電力増幅枝路は所定の周波数帯に対応付けられている。これにより、各電力増幅枝路、及びその構成要素たとえば電力増幅段は、対応付けられた周波数帯の信号の増幅に最適化される。このことは、この電力増幅回路の効率の増大に寄与する。
【００１０】
第１の観点に係るひとつの実施形態では、ドライバー段は、供給された所定の送信信号を広帯域で前置増幅するよう適用可能な少なくとも１個の広帯域増幅器を備える。この広帯域は、少なくとも第１及び第２の所定の周波数帯を包含する。ドライバー段は、ただ１個の入力端およびただ１個の出力端を備え、送信信号の、第１及び第２の周波数帯に対応付けられた信号成分を前置増幅するよう適用可能である。ドライバー段の少なくとも１個の広帯域増幅器は、進行波増幅器であってもよい。
【００１１】
第１の観点に係るさらなる実施形態では、周波数選択器は、ドライバー信号及び／又は第１の信号及び／又は第２の信号を増幅するよう適用可能な少なくとも２個の電力増幅器を備える。周波数選択器は、右手構造の伝送線路素子及び／又は混成した右左手構造の伝送線路素子を備え、電力増幅器がこれらの伝送線路素子同士の間に電気的に結合される、という態様をとっていてもよい。これは、前置増幅されたドライバー信号から第１及び第２の信号を確実に分離することに寄与する。
【００１２】
第１の観点に係るさらなる実施形態では、第１及び／又は第２の電力増幅枝路はそれぞれ、少なくとも１個の狭帯域増幅器を備える。広帯域増幅器が広い範囲にわたる周波数の信号を増幅するよう動作するのに対し、狭帯域増幅器は、特定の狭い範囲の周波数、たとえばそれぞれ第１の周波数帯及び第２の周波数帯、の信号のみを増幅するよう動作する。他のすべての周波数は、狭帯域増幅器によって増幅から排除される。狭帯域増幅器はまた、線形の特性を備えていてもよく、高調波歪が制限され又は含まれないようにして信号を出力するよう動作する。これは基本的には、この電力増幅回路の特定の出力信号の高調波を予防する。さらに狭帯域増幅器は、高調波の同調部を備えていてもよく、これにより、送信方向において前段である構成要素の非線形性による高調波を抑圧するように動作してもよい。
【００１３】
第１の観点に係るさらなる実施形態では、この電力増幅回路は、少なくとも第１及び第２の迂回路を備える。第１の迂回路は第１の電力増幅枝路に対応付けられており、第２の迂回路は第２の電力増幅枝路に対応付けられている。特定の迂回路は、特定の電力増幅枝路の入力端及び出力端をバイパスするよう動作する。
【００１４】
さらに、特定の電力増幅枝路の電力増幅器の部品、たとえば電力増幅段は、特定の迂回路が形成されている間、その電源電圧から切り離されてもよい。これは、この電力増幅回路の電力消費の低減に寄与する。バイパスの活性化及び不活性化のため、個々の迂回路は、特定の無線通信装置の制御ロジックで制御できるスイッチング素子、たとえばトランジスタを備えていてもよい。
【００１５】
第１の観点に係るさらなる実施形態では、ドライバー段及び前記周波数選択器、又は、周波数選択器及び第１の電力増幅段及び第２の電力増幅段、又は、ドライバー段及び周波数選択器及び第１の電力増幅枝路及び第２の電力増幅枝路は、単一のチップに集積されている。これは、この電力増幅回路が占めるスペースの必要量を削減するのに寄与する。単一のチップとしてのこの電力増幅回路は、たとえば高周波用途に適したＧａＡｓ  ＢｉＦＥＴ技術により実現できる。しかしながら他の適切な技術を用いてもよい。
【００１６】
第２の観点に係る本発明は、第１の観点に係る電力増幅回路を備えた、無線通信装置のためのフロントエンド回路であることを特徴とする。さらに、このフロントエンド回路は、少なくとも第１のデュプレクサー及び第２のデュプレクサーを備える。第１のデュプレクサー及び第２のデュプレクサーはそれぞれ、入力端及び出力端を備える。第１のデュプレクサーの入力端は第１の電力増幅枝路の出力端に電気的に結合され、第２のデュプレクサーの入力端は第２の電力増幅枝路の出力端に電気的に結合される。第１のデュプレクサー及び第２のデュプレクサーはそれぞれ、その入力端からその出力端へと信号を通す。このフロントエンド回路は、第１のデュプレクサーの出力端及び第２のデュプレクサーの出力端に電気的に結合された共通アンテナをさらに備える。
【００１７】
効率的な電力増幅回路を用いることにより、このフロントエンド回路もまた効率的な動作を促進する。このフロントエンド回路は、２Ｇ／３Ｇ／４Ｇ標準用のマルチバンドモバイル端末に用い得る。特定の無線通信端末はまた、１個より多くの電力増幅回路を備えていてもよい。特定のデュプレクサーは、複数のバンドパスフィルターを備え、このバンドパスフィルターのひとつは、所定の第１の周波数帯たとえば送信周波数帯の第１の信号を通過させ、所定の第２の周波数帯たとえば受信周波数帯の第２の信号を濾波するように構成されていいてもよい。特定のデュプレクサーはまた、スイッチング素子であってもよい。送信方向において、特定のデュプレクサーは、特定の電力増幅枝路からの信号を、その入力端から、その出力端を介して共通アンテナへと通過させるよう動作する。
【００１８】
「入力端」及び「出力端」という各語は、この電力増幅回路及びフロントエンド回路の送信方向に関係する。
【００１９】
第１のデュプレクサー及び第２のデュプレクサーはそれぞれ、送信フィルター及び受信フィルターから構成されていてもよい。各デュプレクサーの送信フィルターは、入力端及び出力端を備える。第１のデュプレクサーの送信フィルターの入力端は、第１の電力増幅段の出力端に電気的に結合され、第１のデュプレクサーの送信フィルターの出力端は、共通アンテナに電気的に結合される。第２のデュプレクサーの送信フィルターの入力端は、第２の電力増幅枝路の出力端に電気的に結合され、第２のデュプレクサーの送信フィルターの出力端は、共通アンテナに電気的に結合される。
【００２０】
第２の観点に係るひとつの実施形態では、このフロントエンド回路は、少なくとも第１の入力端と第２の入力端と単一の出力端とを有するアンテナマルチプレクサーを備える。アンテナマルチプレクサーの出力端は、共通アンテナに電気的に結合される。アンテナマルチプレクサーの第１の入力端は、第１のデュプレクサーの出力端に、より具体的には第１のデュプレクサーの送信フィルターに、電気的に結合される。アンテナマルチプレクサーの第２の入力端は、第２のデュプレクサーの出力端に、より具体的には第２のデュプレクサーの送信フィルターに、電気的に結合される。アンテナマルチプレクサーは、第１のデュプレクサー及び第２のデュプレクサーが出力する信号を結合して、これを送信方向において、共通アンテナに供給するよう動作する。マルチプレクサーは、第１の観点における周波数選択器であってもよい。マルチプレクサーは、たとえば、ダイプレクサー、トリプレクサー等であってもよい。マルチプレクサーの入力端の個数は、マルチプレクサーの各入力端に電気的に結合されるデュプレクサーの個数に相当する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】フロントエンド回路である。
【図２】電力増幅回路を有するフロントエンド回路である。
【図３】周波数選択器である。
【図４】他の周波数選択器である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照して本開示をさらに詳細に説明する。
異なる図面に現れる、同一のデザイン及び機能の構成要素は、同一の参照符号を付すことで特定している。
【００２３】
図１は、たとえばＧＳＭあるいはＵＭＴＳネットワークにおける携帯電話のような無線装置ないしモバイル通信装置に用いることができるフロントエンド回路ＦＥＭの実施形態を描写している。
【００２４】
フロントエンド回路ＦＥＭは、電力増幅回路ＤＩＰＰＡと、第１のデュプレクサＬＢＤＵＰと、第２のデュプレクサＨＢＤＵＰと、共通アンテナＡＮＴとから構成されている。
【００２５】
電力増幅回路ＤＩＰＰＡは、特定の無線通信装置のトランシーバーＴＸＲＸ、たとえばＷＣＤＭＡトランシーバーに、電気的に接続され得る。送信方向において、トランシーバーＴＸＲＸは、所定の周波数帯の送信信号を、電力増幅回路ＤＩＰＰＡの入力端へと供給する。受信方向においては、受信された信号は一般的には電力増幅回路ＤＩＰＰＡを迂回し、トランシーバーＴＸＲＸの受信端へと直接導かれる。
【００２６】
電力増幅回路ＤＩＰＰＡは、第１の出力端と、第２の出力端とから構成されている。第１の出力端及び第２の出力端は、それぞれ、第１のデュプレクサＬＢＤＵＰ及び第２のデュプレクサＨＢＤＵＰの入力端に、電気的に結合されている。電力増幅回路ＤＩＰＰＡの第１の出力端は、第１の周波数帯、たとえば８７６ＭＨｚから９１５ＭＨｚまでの帯域を包含するＧＳＭ９００の送信周波数帯、に対応付けられている。電力増幅回路ＤＩＰＰＡの第２の出力端は、第２の周波数帯、たとえば１８５０ＭＨｚから１９１０ＭＨｚまでの帯域を包含するＧＳＭ１９００の送信周波数帯、に対応付けられている。電力増幅回路ＤＩＰＰＡは、第１の増幅された信号Ｓ＿Ａ１及び第２の増幅された信号Ｓ＿Ａ２を、それぞれ、第１の出力端及び第２の出力端から供給する。
【００２７】
電力増幅回路ＤＩＰＰＡは、２個より多数の出力端を備えていてもよいし、２個より多数のデュプレクサーと電気的に結合されていてもよい。
【００２８】
第１のデュプレクサＬＢＤＵＰ及び第２のデュプレクサＨＢＤＵＰの各出力端は、共通アンテナＡＮＴと電気的に結合されている。共通アンテナＡＮＴへの結合は、電気的には第１のデュプレクサＬＢＤＵＰ及び第２のデュプレクサＨＢＤＵＰの各出力端と共通アンテナＡＮＴの端との間に配置される、追加的なアンテナマルチプレクサーＡＤＩＰにより行われてもよい。アンテナマルチプレクサーＡＤＩＰは、ダイプレクサーであってもよい。送信方向では、供給された第１の周波数帯及び／又は第２の周波数帯の送信信号が、アンテナマルチプレクサーＡＤＩＰを経て共通アンテナＡＮＴへと導かれる。
【００２９】
あるいは、アンテナマルチプレクサーＡＤＩＰは従来のスイッチであってもよい。さらには、アンテナマルチプレクサーＡＤＩＰは平衡型のダイプレクサーであってもよい。
【００３０】
送信方向では、第１のデュプレクサーＬＢＤＵＰは、第１の増幅された信号Ｓ＿Ａ１をその入力端から出力端へと導くよう動作する。この目的のため、第１のデュプレクサーＬＢＤＵＰは、第１の増幅された信号Ｓ＿Ａ１を第１のデュプレクサーＬＢＤＵＰの入力端から出力端へと導く送信フィルターを備えていてもよい。第２のデュプレクサーＨＢＤＵＰは、第２の増幅された信号Ｓ＿Ａ２をその入力端から出力端へと導くよう動作する。この目的のため、第２のデュプレクサーＨＢＤＵＰは、第２の増幅された信号Ｓ＿Ａ２を第２のデュプレクサーＨＢＤＵＰの入力端から出力端へと導く別の送信フィルターを備えていてもよい。
【００３１】
受信方向では、受信信号は通常、送信周波数帯とは異なる周波数帯に対応付けられており、たとえば、ＧＳＭ９００の受信周波数帯は９２１ＭＨｚから９６０ＭＨｚまでを包含し、ＧＳＭ１９００の受信周波数帯は１９３０ＭＨｚから１９９０ＭＨｚまでを包含する。第１及び第２のデュプレクサーＬＢＤＵＰ及びＨＢＤＵＰは、それぞれ、複数のバンドパスフィルターを備えていてもよい。このバンドパスフィルターのひとつ、たとえば送信フィルターは、送信方向において特定の送信周波数帯の信号のみを通過させるように構成されていてもよい。もうひとつのバンドパスフィルター、たとえば受信フィルターは、受信方向において特定の周波数帯の特定の受信周波数帯の信号のみを通過させ、これに対し、通過したこの特定の受信周波数帯の信号は、トランシーバーＴＸＲＸの特定の受信端へと直接導かれ、特定のデュプレクサーＬＢＤＵＰ、ＨＢＤＵＰの入力端には導かれないように構成されていてもよい。このことは、図１において、第１の受信周波数帯の信号を第１のデュプレクサーＬＢＤＵＰから直接にトランシーバーＴＸＲＸへと導く別個の受信信号経路Ｓ＿Ｒにより示してある。
【００３２】
図２は、ドライバー段ＤＲ、周波数選択器ＤＩＰ及び第１の電力増幅枝路及び第２の電力増幅枝路を備えた電力増幅回路ＤＩＰＰＡを伴ったフロントエンド回路ＦＥＭのさらなる実施形態を描写している。第１の電力増幅枝路は、たとえば第１の増幅段ＰＡ１を備え、第２の電力増幅枝路は、たとえば第２の増幅段ＰＡ２を備える。
【００３３】
ドライバー段ＤＲは、１個の入力端及び１個の出力端を備える。ドライバー段ＤＲの入力端はトランシーバーＴＸＲＸの出力端に電気的に結合されており、これによりトランシーバーＴＸＲＸからの送信信号を供給される。ドライバー段ＤＲは、供給された送信信号を、電力増幅回路ＤＩＰＰＡの後段でさらに処理される適切なドライバー信号Ｓ＿ＤＲへと処理する、たとえば前置増幅する、ように動作してもよい。ドライバー段ＤＲは、広範囲の周波数にわたる送信信号を処理するよう動作する広帯域ドライバーであってもよい。この目的のため、ドライバー段ＤＲは、たとえば進行波増幅器のような広帯域増幅器を備えていてもよい。具体的には、ドライバー段ＤＲは、少なくとも第１の周波数帯及び第２の周波数帯の送信信号を処理するよう動作するものであればよい。
【００３４】
ドライバー段ＤＲは、加工されたドライバー信号Ｓ＿ＤＲを、周波数選択器ＤＩＰ（図３）の入力端ＰＩＮに電気的に結合されたその出力端から供給する。周波数選択器ＤＩＰはさらに、第１及び第２の出力端（ＰＯＵＴ１、ＰＯＵＴ２）を備える（図３）。周波数選択器ＤＩＰは、その入力端ＰＩＮに供給された送信信号をその第１の出力端ＰＯＵＴ１における第１の信号Ｓ＿１及びその第２の出力端ＰＯＵＴ２における第２の信号Ｓ＿２へと分割するよう動作する。第１の信号Ｓ＿１及び第２の信号Ｓ＿２は、それぞれ、第１の周波数帯及び第２の周波数帯の信号に対応付けられている。理想的には、周波数選択器ＤＩＰは、第１の周波数帯の信号を第２の出力端ＰＯＵＴ２へと一切伝達せず、第２の周波数帯の信号を第１の出力端ＰＯＵＴ１へと一切伝達しないよう動作する。周波数選択器ＤＩＰは少なくとも、減衰した第１の周波数の信号を第２の出力端ＰＯＵＴ２へと供給し、減衰した第２の周波数の信号を第１の出力端ＰＯＵＴ１へと供給するよう動作する。
【００３５】
周波数選択器ＤＩＰは、受動部品であってもよいし、図３に示すように、追加的な電力増幅器を含む能動部品であってもよい。図３は、周波数選択器ＤＩＰとして例示的な２分波進行波増幅器を示す。周波数選択器ＤＩＰは、数個の電力増幅器ＰＡ３と、数個の第１の種類の伝送線路素子ＴＬ１と、数個の第２の種類の伝送線路素子ＴＬ２とを備える。入力端ＰＩＮと、第１及び第２の出力端ＰＯＵＴ１、ＰＯＵＴ２は、基準電位ＧＮＤに電気的に結合された特定の抵抗器Ｒで表すことができる。
【００３６】
第１の種類の伝送線路素子ＴＬ１は、たとえば右手構造（ＲＨ−ＴＬ）を有していて、それぞれ、信号の周波数に従属するその信号の位相をシフトするよう動作する。第１の種類の伝送線路素子ＴＬ１はそれぞれ、たとえば電信方程式を表す従来の伝送線路であってもよい。
【００３７】
第２の種類の伝送線路素子ＴＬ２は、たとえば混成した右／左手メタマテリアル構造（ＣＲＬＨ−ＴＬ）を有していて、それぞれ、信号の周波数に従属するその信号の勾配及び位相をあらかじめ定めるよう動作する。
【００３８】
さらに、このような伝送線路素子は、信号の伝達方向がその信号の周波数に依存するものとなるような大きさを占めていてもよい。
【００３９】
図３の周波数選択器ＤＩＰは、複数の伝送線路ユニットＴＬＵを備えており、複合伝送線路ユニットＴＬＵは、第１の種類の伝送線路素子ＴＬ１と、第２の種類の伝送線路素子ＴＬ２とを備え、両方の伝送線路素子は、電気的に並列結合されている。伝送線路ユニットＴＬＵ同士は電気的に直列結合されており、このことにより、第１及び第２の種類の伝送線路素子の特定の位相応答に依存する信号を減衰しまたは増幅するよう動作する。特定の位相応答は信号の周波数に依存し、また、各伝送線路ユニットＴＬＵの第１及び第２の種類の伝送線路素子ＴＬ１、ＴＬ２の大きさに依存する。
【００４０】
第１及び第２の種類の伝送線路素子ＴＬ１、ＴＬ２のこの挙動により、第１の周波数帯に対応付けられた第１の信号Ｓ＿１がドライバー信号Ｓ＿ＤＲから分離され、周波数選択器ＤＩＰの第１の出力端ＰＯＵＴ１から供給される。一方、ドライバー信号Ｓ＿ＤＲのうち第２の周波数帯に対応付けられた信号成分は、第１の出力端ＰＯＵＴ１に供給される第２の信号Ｓ＿２の電力が第１の信号Ｓ＿１の電力に比べて有意に小さくなるよう減衰を受ける。さらに、第２の信号Ｓ＿２が、周波数選択器ＤＩＰの第２の出力端ＰＯＵＴ２に供給される第１の信号Ｓ＿１の電力より有意に高い電力で、第２の出力端ＰＯＵＴ２に供給される。電力増幅器ＰＡ３は、進行波増幅器であってもよいし、トランジスタ増幅回路であってもよい。
【００４１】
第１の信号Ｓ＿１及び第２の信号Ｓ＿２は、それぞれ、第１の電力増幅枝路の第１の電力増幅段ＰＡ１と、第２の電力増幅枝路の第２の電力増幅段ＰＡ２に供給される。
【００４２】
さらに別の実施形態では、電力増幅回路ＤＩＰＰＡは、周波数選択器ＤＩＰとしてトリプレクサーを備えていてもよい。これにより、周波数選択器ＤＩＰは、それぞれ特定の電力増幅枝路に電気的に結合された３個の出力端ＰＯＵＴ１、ＰＯＵＴ２、ＰＯＵＴ３を備える。
【００４３】
図４は、周波数選択器ＤＩＰとして用い得る、３分波進行波増幅器の実施例を示す。この周波数選択器ＤＩＰはさらに、第１、第２及び第３の種類の伝送線路素子ＴＬ１、ＴＬ２及びＴＬ３を備えており、第１及び第２の種類の伝送線路素子ＴＬ１、ＴＬ２は、図３に示す第１及び第２の種類の伝送線路素子と同一のものであってよい。
【００４４】
第３の種類の伝送線路素子ＴＬ３もまた、混成した右／左手メタマテリアル構造（ＣＲＬＨ−ＴＬ）を有するものであってよく、それぞれ、信号の周波数に従属するその信号の勾配及び位相をあらかじめ定めるよう動作するものであってよい。第２の種類の伝送線路素子ＴＬ２と比較して、第３の種類の伝送線路素子ＴＬ３は、大きさと位相応答が異なるものであってよい。第１の種類の伝送線路素子ＴＬ１は、低域を通過させる特性を有していてよく、その一方で第２の種類の伝送線路素子ＴＬ２は、高域を通過させる特性を有していてよい。
【００４５】
減衰または増幅を行う、という特定の第１、第２及び第３の種類の伝送線路素子ＴＬ１、ＴＬ２、ＴＬ３の特徴によって、ドライバー段ＤＲからトリプレクサーの入力端ＰＩＮに供給される特定のドライバー信号Ｓ＿ＤＲから第１、第２及び第３の信号が分離される。第１の信号は、第２の信号及び第３の信号より有意に高い電力で、第１の出力端ＰＯＵＴ１に供給される。第２の信号は、第１の信号及び第３の信号より有意に高い電力で、第２の出力端ＰＯＵＴ２に供給される。そして第３の信号は、第２の信号及び第３の信号より有意に高い電力で、第３の出力端ＰＯＵＴ３に供給される。付加的な電力増幅器ＰＡ４は、進行波増幅器であってもよいし、トランジスタ増幅回路であってもよい。
【００４６】
あるいは、電力増幅回路ＤＩＰＰＡは、３個より多くの電力増幅枝路と、３個より多くの出力端を有する周波数選択器ＤＩＰとしてのマルチプレクサと、を備えていてもよい。周波数選択器ＤＩＰの出力端の個数は、電力増幅枝路の個数に合致していることが望ましい。
【００４７】
第１及び第２の電力増幅枝路は、それぞれ、１個の入力端及び出力端を備える。第１の電力増幅枝路の入力端及び出力端は、それぞれ、第１の増幅段ＰＡ１の入力端及び出力端に結合される。第２の電力増幅枝路の入力端及び出力端は、それぞれ、第２の増幅段ＰＡ２の入力端及び出力端に結合される。
【００４８】
電力増幅回路ＤＩＰＰＡの第１の増幅段ＰＡ１及び第２の増幅段ＰＡ２は、それぞれ、狭帯域増幅器であってもよい（図２）。これにより、第１の増幅段ＰＡ１は、これに対応付けられた増幅対象の第１の信号Ｓ＿１に対して必要な大きさとなり、第２の増幅段ＰＡ２は、これに対応付けられた増幅対象の第２の信号Ｓ＿２に対して必要な大きさとなる。特定の増幅段ＰＡ１、ＰＡ２を構成する部品の量が送信方向において限定されることにより、特定の第１の信号Ｓ＿１あるいは第２の信号Ｓ＿２を、非常に効率的に増幅及び送信することができる。加えて、少なくとも第１の増幅段ＰＡ１及び第２の増幅段ＰＡ２の配置は、ＲＦ及びＤＣ損失の低減と、高調波の同調つまり高調波の抑圧による効率の増大とに寄与する。
【００４９】
第１の増幅段ＰＡ１は、第１の増幅された信号Ｓ＿Ａ１をその出力端に供給するよう動作し、第２の増幅段ＰＡ２は、第２の増幅された信号Ｓ＿Ａ２をその出力端に供給するよう動作する。
【００５０】
さらに、第１の電力増幅枝路は第１の迂回路ＢＰ１を備えていてもよく、第２の電力増幅枝路は第２の迂回路ＢＰ２を備えていてもよい。迂回路ＢＰ１及び迂回路ＢＰ２は、それぞれ、特定の電力増幅枝路の構成要素、たとえば特定の増幅段を、たとえばフロントエンド回路ＦＥＭの低電力モードにおいてバイパスするよう動作する。これにより、特定の第１の信号Ｓ＿１または第２の信号Ｓ＿２が、低電力モードでは、特定の電力増幅段ＰＡ１、ＰＡ２を通過することなく特定のデュプレクサーＬＢＤＵＰ、ＨＢＤＵＰの入力端へと直接に導かれる。低電力モードでは、第１の電力増幅段ＰＡ１及び／または第２の電力増幅段ＰＡ２は無線通信装置の電源電圧から切り離されてもよく、これによりフロントエンド回路ＦＥＭの全体での電力消費が低減される。
【００５１】
第１の増幅段ＰＡ１及び第２の増幅段ＰＡ２は、特定の狭帯域に設定された進行波増幅器であってもよい。しかしながら、知られている他の狭帯電力増幅器を用いてもよい。
【００５２】
さらなる実施形態として、電力増幅回路ＤＩＰＰＡの部品は、パフォーマンス、コスト等のトレードオフに応じて、シングルチップ実装として実装されてもよいし、マルチチップ実装としてもよいし、あるいは複合技術実装により実装されてもよい。チップと技術の実装の選択の自由は、たとえばインダクタのような受動部品のみならず、たとえばトランジスタのような能動部品にも当てはまる。
【００５３】
本例及びは例示的なものとして理解されるべきものであって限定的なものではなく、本発明はここに示した詳細に限定されるものではなく、付属する請求の範囲の範囲及びその均等の範囲で変更を加え得るものである。
【符号の説明】
【００５４】
ＡＤＩＰ    アンテナマルチプレクサー
ＡＮＴ    共通アンテナ
ＢＰ１    第１の迂回路
ＢＰ２    第２の迂回路
ＤＩＰ    周波数選択器
ＤＩＰＰＡ    電力増幅回路
ＤＲ          ドライバー
ＦＥＭ        フロントエンド回路
ＧＮＤ        基準電位
ＨＢＤＵＰ    第２のデュプレクサー
ＬＢＤＵＰ    第１のデュプレクサー
ＰＡ１、ＰＡ２    電力増幅段
ＰＡ３、ＰＡ４    電力増幅器
ＰＩＮ            入力端
ＰＯＵＴ１、ＰＯＵＴ２、ＰＯＵＴ３    出力端
Ｒ    抵抗器
Ｓ＿１    第１の信号
Ｓ＿２    第２の信号
Ｓ＿Ａ１    第１の増幅された信号
Ｓ＿Ａ２    第２の増幅された信号
Ｓ＿ＤＲ    ドライバー信号
Ｓ＿Ｒ    受信信号経路
ＴＬ１、ＴＬ２、ＴＬ３    伝送線路素子
ＴＬＵ    伝送線路ユニット
ＴＸＲＸ    トランシーバー
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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